[实用新型]一种采用金属基片制备垂直GaN基LED芯片的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用金属基片制备垂直GaN基LED芯片的设备，具体涉及一种采用腔耦合型微波等离子体源的电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积（ECR-PEMOCVD）设备，属于反应气相沉积镀膜设备技术领域。

背景技术

所述GaN（氮化镓）基LED（发光二极管）芯片，是在金属基片例如铝、铜或不锈钢等基片表面镀布多层GaN基薄膜（nm至μm级）复合镀层的LED芯片，以用其制备覆盖从近红外至深紫外光谱范围内的LED等光电器件。使用GaN基LED制作的全彩显示屏，可用于室内外各种场合的多色彩信息显示，而白光GaN基LED可用于白光照明和液晶显示器（LCD）的背光源。

在装备技术领域，所述垂直GaN基LED芯片，由于使用的是金属基片，因而具有价格低廉，导电、导热性好，基片尺寸相对较大等优势，而在相当大范围内替代蓝宝石（α-Al₂O₃）基片和碳化硅（SiC）基片。因而，所述垂直GaN基LED芯片有着相当广阔的市场和商用前景。

然而，在金属基片上制备垂直GaN基LED芯片的设备，应当具备GaN基薄膜层沉积镀布均匀，沉积工效较高，制备成本较低和沉积温度较低等条件，为制备GaN基LED芯片提供先进的装备技术支持。特别是设备的沉积温度一定要低于金属基片的熔点，且能抑制金属基片中的杂质向GaN基薄膜中的扩散，并降低金属基片与GaN薄膜之间的应力。

而所述制备垂直GaN基LED芯片的设备的已有技术，诸如中国专利申请号01101424.5所公开的一种“电子回旋共振微波等离子体增强金属有机化学汽相沉积外延系统与技术”，它主要包括配气系统、超高真空系统、计算机数据采集与控制系统、腔耦合型电子回旋共振微波等离子体源4个单元，以及成像系统、四极质谱仪和由光学测量仪和电磁测量仪构成的检测与分析系统。

尽管所述的已有设备，为金属基片上垂直GaN基LED芯片的制备提供了技术装备支持，并在低温沉积技术上有所突破，但终究由于所述已有专利技术所存在的结构性不足，例如气相物质沉积的环境不合理；气相物质导入反应室（外延室）的布置不合理；用于沉积镀膜质量监控的仪器设置部位不合理，以及缺少必要的质量流量控制器等等，以致其制成品垂直GaN基LED芯片的镀膜质量，镀膜工效和制备成本等，均存在某些问题。

为此，针对所述已有的专利技术所存在的不足，进行有效地改进，而提供一种具有商用价值的所述制备垂直GaN基LED芯片的设备，便成为业内迫切需要解决的课题。

发明内容

本实用新型旨在针对所述的已有专利技术的不足进行改进，而提供一种结构合理，镀膜质量好，镀膜工效高，所述芯片制备成本低的采用金属基片制备垂直GaN基LED芯片的设备，以促进当前装备制造业的日益迅猛发展，满足照明和信息显示光源等对GaN基LED芯片与日俱增的需求。

本实用新型实现其所要实现的目的之技术构想，是在上述已有专利技术的基础上进行改进，使其结构更合理，各个工作单元的布局更合理，质量监测保证体系更完备。具体地说是：1、对反应室内的等离子体进行磁场约束，以提高金属基片表面的等离子体密度和径向均匀性；并且将参与化学反应沉积的气相物质（包括气相金属有机物和氮气和/或氢气和/或氨气）引入一个专门为之增设的较小的紧凑空间范围内，使之化学沉积过程更臻完善，沉积速度更快，参与化学沉积的气相物质的利用率更高；2、将用来监控化学沉积和镀膜质量等的所有仪器仪表，均靠近布置在化学沉积区域的部位，使之监控信息更加适时，更加正确；且通过计算机信息采集控制器进行实时调节，以保证化学沉积的正常进行和进一步提高镀膜质量；3、增设必要的监控器，用其对某些重要的但已有上述专利技术并不监控的工艺参数进行监测调控，以保证本实用新型的正常工作和进一步改善工艺条件；4、增设直流偏压电源，使工件金属基片带负电荷，用其提高金属基片表面入射反应离子的通量和能量，进一步提高本实用新型的工作效率和进一步提高GaN基沉积膜镀层的质量，从而实现本实用新型的目的。

基于上述本实用新型实现其目的的技术构想，本实用新型实现其目的的技术方案是：

一种采用金属基片制备垂直GaN 基LED芯片的设备，包括：

一计算机信息采集控制器；

一反应室；在反应室内设有与反应室同中心布置的可上下移动的机械式回转金属基片料台；金属基片料台设有电加热装置；反应室底部与抽真空设备管路连接，通过抽真空设备可令反应室内形成负压；